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设椭圆C:
x2
a2
+
y2
b2
=1(a>b>0)
的离心率e=
1
2
,右焦点到直线
x
a
+
y
b
=1
的距离d=
21
7
,O为坐标原点.
(Ⅰ)求椭圆C的方程;
(Ⅱ)过点O作两条互相垂直的射线,与椭圆C分别交于A,B两点,证明点O到直线AB的距离为定值,并求弦AB长度的最小值.
分析:(I)利用离心率求得a和c的关系式,同时利用点到直线的距离求得a,b和c的关系最后联立才求得a和b,则椭圆的方程可得.
(II)设出A,B和直线AB的方程与椭圆方程联立消去y,利用韦达定理表示出x1+x2和x1x2,利用OA⊥OB推断出x1x2+y1y2=0,
求得m和k的关系式,进而利用点到直线的距离求得O到直线AB的距离为定值,进而利用基本不等式求得OA=OB时AB长度最小,最后根据d•AB=OA•OB≤
AB2
2
求得AB的坐标值.
解答:解:(I)由e=
1
2
c
a
=
1
2
即a=2c
,∴b=
3
c

由右焦点到直线
x
a
+
y
b
=1
的距离为d=
21
7

得:
|bc-ab|
a2+b2
=
21
7

解得a=2,b=
3

所以椭圆C的方程为
x2
4
+
y2
3
=1

(II)设A(x1,y1),B(x2,y2),
直线AB的方程为y=kx+m,
与椭圆
x2
4
+
y2
3
=1
联立消去y得3x2+4(k2x2+2kmx+m2)-12=0,x1+x2=-
8km
3+4k2
x1x2=
4m2-12
3+4k2

∵OA⊥OB,∴x1x2+y1y2=0,
∴x1x2+(kx1+m)(kx2+m)=0.
即(k2+1)x1x2+km(x1+x2)+m2=0,∴(k2+1)
4m2-12
3+4k2
-
8k2m2
3+4k2
+m=0

整理得7m2=12(k2+1)
所以O到直线AB的距离d=
|m|
k2+1
=
12
7
=
2
21
7
.为定值
∵OA⊥OB,∴OA2+OB2=AB2≥2OA•OB,
当且仅当OA=OB时取“=”号.
d•AB=OA•OB得d•AB=OA•OB≤
AB2
2

AB≥2d=
4
21
7

即弦AB的长度的最小值是
4
21
7
点评:本题主要考查了直线与圆锥曲线的综合问题.考查了学生综合分析问题的能力和基本的运算能力.
练习册系列答案
相关习题

科目:高中数学 来源: 题型:

设椭圆C:
x2
a2
+
y2
b2
=1
(a>b>1)右焦点为F,它与直线l:y=k(x+1)相交于P、Q两点,l与x轴的交点M到椭圆左准线的距离为d,若椭圆的焦距是b与d+|MF|的等差中项.
(1)求椭圆离心率e;
(2)设N与M关于原点O对称,若以N为圆心,b为半径的圆与l相切,且
OP
OQ
=-
5
3
求椭圆C的方程.

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精英家教网设椭圆C:
x2
a2
+
y2
b2
=1(a>b>0)的左.右焦点分别为F1F2,上顶点为A,过点A与AF2垂直的直线交x轴负半轴于点Q,且2
F1F2
+
F2Q
=
0

(1)若过A.Q.F2三点的圆恰好与直线l:x-
3
y-3=0相切,求椭圆C的方程;
(2)在(1)的条件下,过右焦点F2作斜率为k的直线l与椭圆C交于M.N两点.试证明:
1
|F2M|
+
1
|F2N|
为定值;②在x轴上是否存在点P(m,0)使得以PM,PN为邻边的平行四边形是菱形,如果存在,求出m的取值范围,如果不存在,说明理由.

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科目:高中数学 来源: 题型:

(2012•盐城一模)设椭圆C:
x2
a2
+
y2
b2
=1(a>b>0)
恒过定点A(1,2),则椭圆的中心到准线的距离的最小值
5
+2
5
+2

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科目:高中数学 来源: 题型:

设椭圆C:
x2
a2
+
y2
b2
=1
(a,b>0)的左、右焦点分别为F1,F2,若P 是椭圆上的一点,|
PF1
|+|
PF2
|=4
,离心率e=
3
2

(1)求椭圆C的方程;
(2)若P 是第一象限内该椭圆上的一点,
PF1
PF2
=-
5
4
,求点P的坐标;
(3)设过定点P(0,2)的直线与椭圆交于不同的两点A,B,且∠AOB为锐角(其中O为坐标原点),求直线l的斜率k的取值范围.

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科目:高中数学 来源: 题型:

设椭圆C:
x2
a2
+
y2
b2
=1(a>b>0)
的左,右焦点分别为F1,F2,离心率为e=
2
2
,以F1为圆心,|F1F2|为半径的圆与直线x-
3
y-3=0
相切.
(I)求椭圆C的方程;
(II)直线y=x交椭圆C于A、B两点,D为椭圆上异于A、B的点,求△ABD面积的最大值.

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